Suunatud sidurid on mikrolaine mõõtmise ja muude mikrolainesüsteemide standardsed mikrolaine-/millimeeterlaine komponendid. Neid saab kasutada signaali isoleerimiseks, eraldamiseks ja segamiseks, näiteks võimsuse jälgimiseks, allika väljundvõimsuse stabiliseerimiseks, signaaliallika isoleerimiseks, edastus- ja peegeldussageduse pühkimistestideks jne. See on suunatud mikrolaine võimsusjagaja ning see on asendamatu komponent tänapäevastes pühkimissagedusega reflektomeetrites. Tavaliselt on neid mitut tüüpi, näiteks lainejuht-, koaksiaal-, riba- ja mikroribaühendused.
Joonis 1 on struktuuri skemaatiline diagramm. See koosneb peamiselt kahest osast: pealiinist ja abiliinist, mis on omavahel ühendatud mitmesuguste väikeste aukude, pilude ja vahede kaudu. Seega ühendatakse osa pealiini otsas olevast "1" sisendvõimsusest sekundaarliiniga. Lainete interferentsi või superpositsiooni tõttu edastatakse võimsust ainult sekundaarliini kaudu - ühes suunas (nn "edasi") ja teises suunas. Ühes suunas (nn "tagasi") võimsuse ülekannet peaaegu ei toimu.
Joonis 2 on ristsuunaline sidur, mille üks portidest on ühendatud sisseehitatud sobiva koormusega.
Suunatud siduri rakendamine
1, energiasünteesi süsteemi jaoks
3dB suundlülitit (tuntud ka kui 3dB sild) kasutatakse tavaliselt mitmekandjalises sagedussünteesisüsteemis, nagu on näidatud alloleval joonisel. Selline vooluring on tavaline siseruumides asuvates hajutatud süsteemides. Pärast seda, kui kahe võimsusvõimendi signaalid f1 ja f2 läbivad 3dB suundlüliti, sisaldab iga kanali väljund kahte sageduskomponenti f1 ja f2 ning 3dB vähendab iga sageduskomponendi amplituudi. Kui üks väljundklemmidest on ühendatud neelava koormusega, saab teist väljundit kasutada passiivse intermodulatsiooni mõõtesüsteemi toiteallikana. Kui isolatsiooni on vaja veelgi parandada, saab lisada mõningaid komponente, näiteks filtreid ja isolaatoreid. Hästi projekteeritud 3dB silla isolatsioon võib olla üle 33dB.
Suundühendust kasutatakse esimeses võimsuse kombineerimise süsteemis.
Suunatud kanalisatsiooniala kui veel üks võimsuse kombineerimise rakendus on näidatud alloleval joonisel (a). Selles vooluringis on suunatud siduri suunavust nutikalt rakendatud. Eeldades, et mõlema siduri sidestusastmed on mõlemad 10 dB ja suunavus on mõlemad 25 dB, on isolatsioon f1 ja f2 otste vahel 45 dB. Kui f1 ja f2 sisendid on mõlemad 0 dBm, on kombineeritud väljund mõlema jaoks -10 dBm. Võrreldes alloleval joonisel (b) oleva Wilkinsoni siduriga (selle tüüpiline isolatsiooniväärtus on 20 dB), on sama sisendsignaali 0 dBm sünteesi järel -3 dBm (arvestamata sisestamise kadu). Võrreldes valimitevahelise tingimusega suurendame joonisel (a) olevat sisendsignaali 7 dB võrra, nii et selle väljund oleks kooskõlas joonisega (b). Sel ajal "väheneb" joonisel (a) f1 ja f2 vaheline isolatsioon "38 dB". Lõplik võrdlustulemus näitab, et suundlüliti võimsussünteesi meetod on 18 dB kõrgem kui Wilkinsoni lülitil. See skeem sobib kümne võimendi intermodulatsiooni mõõtmiseks.
Võimsuse ühendamise süsteemis 2 kasutatakse suundühendust
2, kasutatakse vastuvõtja häiretevastaseks mõõtmiseks või valesignaali mõõtmiseks
Raadiosagedusliku testimise ja mõõtmise süsteemis võib sageli näha alloleval joonisel kujutatud vooluringi. Oletame, et testitav seade (DUT) on vastuvõtja. Sellisel juhul saab külgneva kanali interferentsisignaali suunata vastuvõtjasse suundlüliti ühendusotsa kaudu. Seejärel saab integreeritud tester, mis on nendega suundlüliti kaudu ühendatud, testida vastuvõtja takistust – tuhande interferentsi jõudlust. Kui testitav seade on mobiiltelefon, saab telefoni saatja sisse lülitada suunadlüliti ühendusotsaga ühendatud tervikliku testeriga. Seejärel saab spektrianalüsaatorit kasutada stseenitelefoni kõrvalsignaalide väljundi mõõtmiseks. Loomulikult tuleks enne spektrianalüsaatorit lisada mõned filtriahelad. Kuna see näide käsitleb ainult suundlülitite rakendamist, on filtriahel välja jäetud.
Suundühendust kasutatakse vastuvõtja või mobiiltelefoni vale kõrguse häiretevastaseks mõõtmiseks.
Selles testahelas on suunalüliti suunavus väga oluline. Läbiva otsaga ühendatud spektrianalüsaator soovib vastu võtta ainult DUT-i signaali ja ei taha sidestusotsast parooli vastu võtta.
3, signaali proovivõtmiseks ja jälgimiseks
Saatja võrgus mõõtmine ja jälgimine võib olla üks suundlülitite enimkasutatavaid rakendusi. Järgnev joonis kujutab suundlülitite tüüpilist rakendust mobiilside baasjaama mõõtmiseks. Oletame, et saatja väljundvõimsus on 43 dBm (20 W), suundlüliti sidestus. Võimsus on 30 dB, sisestamise kadu (liinikaotus pluss sidestuskaotus) on 0,15 dB. Sidestusotsa signaal on 13 dBm (20 mW), mis saadetakse baasjaama testerisse, suundlüliti otsene väljund on 42,85 dBm (19,3 W) ja lekkevool on . Isoleeritud poolel neelab võimsuse koormus.
Suundühendust kasutatakse baasjaama mõõtmiseks.
Peaaegu kõik saatjad kasutavad seda meetodit võrgus proovivõtmiseks ja jälgimiseks ning võib-olla ainult see meetod suudab garanteerida saatja toimivustesti normaalsetes töötingimustes. Kuid tuleb märkida, et sama kehtib ka saatja testimise kohta ja erinevatel testijatel on erinevad mured. WCDMA tugijaamade näitel peavad operaatorid pöörama tähelepanu oma töösagedusriba (2110–2170 MHz) näitajatele, nagu signaali kvaliteet, kanalisisene võimsus, külgneva kanali võimsus jne. Selle eelduse kohaselt paigaldavad tootjad tugijaama väljundisse kitsaribalise (näiteks 2110–2170 MHz) suunalüliti, et jälgida saatja sagedusribasisesi töötingimusi ja saata need igal ajal juhtimiskeskusesse.
Kui tegemist on raadiosagedusspektri regulaatoriga – raadioseirejaamaga, mis testib pehmete tugijaamade indikaatoreid –, on selle fookus hoopis teine. Raadiohalduse spetsifikatsiooninõuete kohaselt laiendatakse testi sagedusvahemikku 9 kHz–12,75 GHz-ni ja testitud tugijaam on nii lai. Kui palju kõrvalkiirgust tekib sagedusalas ja häirib teiste tugijaamade tavapärast tööd? See on raadioseirejaamade mure. Praegu on signaali proovivõtmiseks vaja sama ribalaiusega suundlülitit, kuid suundlülitit, mis kataks 9 kHz–12,75 GHz, ei paista olevat. Me teame, et suundlüliti ühendusvarda pikkus on seotud selle kesksagedusega. Ülilairiba suunavlüliti ribalaius võib saavutada 5–6 oktaaviriba, näiteks 0,5–18 GHz, kuid alla 500 MHz jäävat sagedusriba see katta ei suuda.
4, võrgus võimsuse mõõtmine
Läbivoolu võimsusmõõtmise tehnoloogias on suundlüliti väga oluline seade. Järgmisel joonisel on kujutatud tüüpilise läbivooluga suure võimsuse mõõtesüsteemi skemaatiline diagramm. Testitava võimendi edasisuunalist võimsust võetakse suunalüliti edasisuunalise ühendusotsa (klemm 3) kaudu ja saadetakse võimsusmõõturile. Peegeldunud võimsust võetakse tagasisuunalise ühendusklemmi (klemm 4) kaudu ja saadetakse võimsusmõõturile.
Suure võimsuse mõõtmiseks kasutatakse suundlülitit.
Pange tähele: Lisaks koormuselt peegeldunud võimsusele võtab tagasiühenduse klemm (klemm 4) vastu ka lekkevõimsust ettepoole suunatud suunast (klemm 1), mis on tingitud suundühenduse suunavusest. Peegeldunud energia on see, mida tester soovib mõõta, ja lekkevõimsus on peegeldunud võimsuse mõõtmise vigade peamine allikas. Peegeldunud võimsus ja lekkevõimsus kantakse tagasiühenduse otsale (4 otsa) ja saadetakse seejärel võimsusmõõturile. Kuna kahe signaali edastusteed on erinevad, on tegemist vektori superpositsiooniga. Kui võimsusmõõturile edastatavat lekkevõimsust saab võrrelda peegeldunud võimsusega, tekib oluline mõõtmisviga.
Loomulikult lekib koormuselt (ots 2) peegeldunud võimsus ka edasisuunatud ühendusotsa (ots 1, mida ülaltoodud joonisel pole näidatud). Sellegipoolest on selle suurusjärk minimaalne võrreldes edasisuunatud võimsusega, mis mõõdab edasisuunatud tugevust. Saadud viga võib ignoreerida.
Hiina „Silicon Valleys“ – Pekingi Zhongguancunis – asuv Pekingi Rofea Optoelectronics Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiaettevõte, mis on pühendunud kodumaiste ja välismaiste teadusasutuste, uurimisinstituutide, ülikoolide ja ettevõtete teadustöötajate teenindamisele. Meie ettevõte tegeleb peamiselt optoelektrooniliste toodete iseseisva uurimis- ja arendustegevuse, disaini, tootmise ja müügiga ning pakub teadlastele ja tööstusinseneridele uuenduslikke lahendusi ja professionaalseid, personaalseid teenuseid. Pärast aastaid kestnud iseseisvat innovatsiooni on see loonud rikkaliku ja täiusliku fotoelektriliste toodete seeria, mida kasutatakse laialdaselt munitsipaal-, sõjaväe-, transpordi-, elektri-, finants-, haridus-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes.
Ootame koostööd teiega!
Postituse aeg: 20. aprill 2023